流体传热研究的强大工具-fluent软

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1、流体传热研究的强大工具－fluent软件云和明博士山东大学空间热科学中心主要内容Fluent软件简介Fluent的强大功能用fluent软件作流体分析的主要步骤Fluent的可靠性和准确性怎样才能学好fluent软件用fluent软件如何作论文和应掌握那些方面的知识Fluent软件简介美国总部基于有限容积法功能强大，全世界最通用的流体传热计算软件之一。应用领域十分广泛(航空航天，汽车，空调供热，流体机械，化学反应，电子元件冷却，石油开采，换热器等众多领域）Fluent的强大功能Fluent可解决的问题:汽车的内流和外流及气缸内的流动高速航天空气动力学火箭的内部流动

2、涡轮机械反应容器的设计台风或飓风，建筑物风环境气泡动力学及两相流混合容器流化床流体诱导噪声的预测煤粉或者油，燃气的燃烧流动问题几乎都能解决流体和固体的共轭传热问题流体和固体的耦合问题（水流冲击一板条或者鸟类的翅膀扇动的过程，利用动网格）发动机的冷却水套的温度分布催化剂固体颗粒的浓度分布Velocitycontourplotu=u(t),sinusoidalinletvelocityrigidwallrigidwallcompliantwallinitialmesh动脉血管脉动流动的模拟电子计算机机箱的热分析与流体的粒子轨迹图搅拌机的速度流线图用fluent软件作流

3、体分析的主要步骤提出问题和分析问题建立数学模型用gambit建立几何模型，然后划分网格，施加边界条件导入fluent软件进行网格检查，施加边界条件，定义流体属性，求解设置求解（观察迭代残差曲线的收敛趋势，及时修正求解设置参数，或者其他方面的设置）结果显示(温度，速度，压力）数据处理（origin,excel,tecplot等）提出问题：流动的性质（内流，外流，层流/紊流，单相/多相流，可压/不可压…..）流体属性（牛顿流体：液体、单组分气体、多组分气体，化学反应气体；非牛顿流体）分析问题－建模：N_S方程，Boltzman方程（稀薄气体流动），各类本构方程与封闭模

4、型求解问题：计算方法，离散方法的选择数据处理和结果显示Fluent的可靠性和准确性生成飞机外流场的计算网格计算区域example1：生成飞机外流场的计算网格表面网格（全机）并行计算（fluent）并行计算环境简介硬件概况IBMRS/6000SP高性能并行计算系统。4个高节点组成，专门针对大型计算设计的硬件结构。每个节点有主频375M的16个CPU（PowerPC），每节点的CPU共享16G内存。每节点内置硬盘存贮34G，整个系统外挂7133磁盘阵列，容量1T，以RAID5配置给每个节点250G。4个节点之间通过千兆以太交换机进行数据交换。软件概况Operati

5、ngSystem:AIX4.3ParallelEnvironment:MPICHParallelSolver:Starhpc并行计算实际计算概况采用定常的求解方式，失败！非定常的计算方法，逼近定常解。计算的时间步长很小（10－6s），逐渐加大时间步长，加快收敛速度。计算中采用16个节点并行计算，每个迭代步耗时40s左右。每个工况，如果完全从初场迭代，需三天左右达到定常状态，如果利用已有的计算结果开始迭代，大约需要一天左右的时间得到结果。计算结果（1）已经计算的工况无偏航角（湍流（k-ε方程），无粘（Euler方程））亚音速段马赫数Ma=0.8016攻角α=0度

6、（*）马赫数Ma=0.8016攻角α=2.10424度超音速段马赫数Ma=1.5350攻角α=0度（*）马赫数Ma=1.5350攻角α=0.99518度有偏航角计算结果（2）全机静压分布计算结果（3）轴向剖面上静压分布（全域）计算区域足够大计算结果（4）轴向剖面上静压分布（机头）计算结果（5）轴向剖面上马赫数分布计算结果（6）机翼横断面上静压分布计算结果（7）机翼横断面上马赫数分布计算结果（8）尾翼附近流场计算结果（12）计算结果与试验结果的对比（无偏航情况Ma=0.8016α=0度）升力系数阻力系数俯仰力矩系数实验结果(未修正)0.013040.01

7、787-0.00153无粘（Euler方程）0.013590.01318-0.00710湍流（k-ε方程）0.012580.02109-0.00147计算结果（13）计算结果与试验结果的对比（无偏航情况Ma=1.5350α=0度）升力系数阻力系数俯仰力矩系数实验结果(未修正)0.001070.03933-0.00763无粘（Euler方程）0.004080.03677-0.00702湍流（k-ε方程）0.004080.03677-0.00702计算结果（14）计算结果与试验结果的对比（无偏航情况Ma=0.8016α=2.10424度）升力系数阻力系数俯仰力矩系

8、数实验结果